La investigación comprende el análisis de las condiciones del tráfico actual y futuro en la intersección Av. Alameda Sur con Av. Alameda San Marcos del distrito de Chorrillos. El análisis se enfoca en la geometría, señalización y semaforización de la intersección con el objetivo de plantear una propuesta de mejora vial para mitigar el congestionamiento vehicular, alcanzando como resultado la mejora del nivel del servicio. La investigación inicia con la descripción de la problemática existente. En base a ello se formula una hipótesis y se determina como objetivo plantear una propuesta de mejora del diseño geométrico, señalización y semaforización que mitigue el congestionamiento vehicular. Con el propósito de realizar la evaluación, se utilizó el programa Vissim 9, comparable con la metodología Highway Capacity Manual (HCM 2010), a fin de modelar la intersección. Luego, se calibró y validó el modelo por medio de las longitudes de cola obtenidas en campo con la finalidad que el modelo se asemeje lo más cercano posible a la realidad. A fin de reducir la congestión, se propusieron mejoras en la geometría, señalización y, por medio del programa Synchro 10, una optimización del ciclo semafórico. Seguidamente, se realizaron dos simulaciones de la intersección proyectada a 10 años con el propósito de definir los niveles de servicio: la primera manteniendo condiciones actuales y la segunda incluyendo la propuesta de mejora. En la etapa de análisis, los resultados demostraron que la propuesta mejoró el nivel de servicio de “F” a “D”, y redujo en 61.5% la longitud de cola promedio en la intersección. / The research includes the analysis of current and future traffic conditions at the intersection of Av. Alameda Sur with Av. Alameda San Marcos in the Chorrillos district. The analysis focuses on the geometry, signaling and signaling of the intersection with the objective of proposing a proposal for road improvement to mitigate vehicular congestion, achieving as a result the improvement of the service level. The research begins with the description of the existing problem. Based on this, a hypothesis is formulated, and the objective is to present a proposal to improve the geometric design, signaling and traffic lights to mitigate vehicular congestion. To carry out the evaluation, the Vissim 9 program, comparable to the Highway Capacity Manual methodology (HCM 2010), was used to model the intersection. Then, the model was calibrated and validated by means of the queue lengths recorded in the field so that the model resembles as closely as possible to reality. To reduce congestion, improvements in geometry, signaling and, through the Synchro 10 program, an optimization of the signal cycle were proposed. Subsequently, two microsimulations of the intersection projected to 10 years were carried out to define the service levels: the first one maintaining current conditions and the second one including the improvement proposal. In the analysis stage, the results showed that the proposal improved the service level from “F” to “D” and reduced the average queue length at the intersection by 61.5%. / Tesis

La presenta tesis tiene como objetivo proponer medidas de mitigación que permitan disminuir la congestión vehicular en la red vial alrededor del Centro Comercial a construirse en el distrito de La Molina llamado “Portal La Molina”. Para ello, en base a un análisis teórico y práctico, según la metodología de segmentación detallada en el Highway Capacity Manual 2010 (HCM 2010), se realizaron aforos vehiculares por tres días en el mes de enero del año 2020 en las tres intersecciones críticas alrededor del proyecto. Con estos datos se determinaron los niveles de servicio de las tres intersecciones analizadas, siendo estas de nivel “D”, “C” y “C” para la situación actual. Luego, considerando una situación futura proyectada a 5 años donde se incluye la operación del Centro Comercial “Portal La Molina”, se obtuvo un nivel de servicio “F”, “D” y “F”. Asimismo, se simularon ambos escenarios en el software Synchro Studio 9, logrando representar las características geométricas de la vía, ingreso y salidas de vehículos, colas de vehículos, volumen y capacidad de las intersecciones. Posteriormente, se compararon estos resultados con los obtenidos a partir de la simulación de las medidas propuestas por el EIV aprobado del proyecto. Finalmente, para solucionar esta situación, se realizaron modificaciones como la implementación de semáforos, optimización del ciclo semafórico, modificación de carriles, cambio de accesos vehiculares y peatonales, lo que resultó en un nivel de servicio “F”, “C” y “C”, lo que permite cumplir con la disminución de la congestión en el área de influencia del proyecto. / The objective of this thesis is to propose mitigation measures that allow reducing traffic congestion on the road network around the Shopping Center to be built in the La Molina district called “Portal La Molina”. To do this, based on a theoretical and practical analysis, according to the detailed segmentation methodology in the Highway Capacity Manual 2010 (HCM 2010), vehicle counts were carried out for three days in January 2020 at the three critical intersections around of the project. With these data, the service levels of the three analyzed intersections were determined, these being level “D”, “C” and “C” for the current situation. Then, considering a future situation projected to 5 years which includes the operation of the "Portal La Molina" Shopping Center, a result of service level "F", "D" and "F" was obtained. Likewise, both scenarios were simulated in Synchro Studio 9 software, managing to represent the geometric characteristics of the road, vehicle entry and exit, vehicle queues, volume and capacity of the intersections. Subsequently, these results were compared with those obtained from the simulation of the measures proposed by the approved Road impact study of the project. Finally, to solve this situation, modifications were made such as the implementation of traffic lights, optimization of the traffic light cycle, modification of lanes, change of vehicular and pedestrian accesses, which resulted in a service level "F", "C" and "C”. Which allows to comply with the reduction of congestion in the area of ​​influence of the project. / Tesis

Cette thèse s’intéresse à l’analyse de structures de machines électriques non conventionnelles destinées à la production d’électricité par des groupes électrogènes. Les topologies recherchées doivent utiliser moins de matières actives et/ou simplifier la procédure de fabrication par rapport aux machines actuelles.Une des structures est dédiée au système d’excitation de la machine. Elle possède un stator à griffes avec un bobinage toroïdal. Son dimensionnement est réalisé à l’aide d’un modèle de calcul par éléments finis en 3D, qui a été validé expérimentalement. Cette structure permet d’obtenir une réduction significative de la quantité de cuivre dans le bobinage.Les deux autres structures traitées concernent l’alternateur principal. Une machine synchro-réluctante à barrières deflux et à rotor bobiné a été proposée. L’objectif est d’augmenter la densité de couple grâce au couple de saillance. Elle est dimensionnée et comparée avec la structure conventionnelle. Ce cas met en évidence les limitations des structures proches de la structure actuelle.La dernière structure est une nouvelle topologie de machine électrique. Elle combine les caractéristiques des machines à flux axial et des machines à griffes, permettant de simplifier le système d’excitation. Une approche de modélisation originale a été développée pour l’analyse de cette topologie 3D en vue de son dimensionnement par optimisation. Le système d’excitation a un rôle important dans les performances de cette machine.Cette thèse constate aussi que l’évolution future des matériaux magnétiques pourrait tirer meilleur profit des structures non-conventionnelles avec des trajets de flux tridimensionnels. / The PhD project aims to analyse nonconventional structures of electric machines for electric power generation with diesel gensets. The researched topologies should use less active materials and/or simplify the manufacturing process compared to today’s machines.One of the structures is intended for the excitation system of the electric machine. It is composed of a claw-pole stator and a toroidal winding. It is designed using a 3D Finite Element model, previously validated by a prototype. This structure allows a significant reduction of the quantity of copper of the field winding.The other two structures under study are proposed for the main generator. A synchronous-reluctance machine with flux-barriers and a field winding in the rotor is analysed. The objective is to increase the torque density by increasing the reluctance torque. The designed machine is compared to the conventional structure. This case shows the limitations of structures similar to the current structure.The last structure is a new topology of electric machine. It combines the characteristics of claw-pole machines andaxial-flux machines. An original modelling approach is developed to analyse this 3D structure for its design based on an optimization algorithm. The study shows that the excitation system has a key role in its performances.This work also notes that the future evolution of magnetic materials should benefit the use of non-conventional structures with 3D flux paths.

Cette thèse s’intéresse à l’étude d’une structure de moteur électrique à aimants permanents afin de réduire l’utilisation d’aimants à basse de terres rares et qui puisse être utilisée pour des applications industrielles. Il est montré dans la première partie de ce travail de recherche que la machine synchro-réluctante à aimants permanents est une bonne solution potentielle. Une analyse paramétrique est alors réalisée en utilisant une modélisation par éléments finis pour mettre en évidence les particularités de son comportement électromagnétique. Puis, une modélisation analytique multi-physique innovante du système convertisseur-moteur est détaillée dans le but de calculer les performances de ce dernier en un temps raisonnable. Les modèles multi-physiques présentés dans ces travaux concernent l’onduleur et le moteur. Ils intègrent les aspects électromagnétique, électrique, énergétique, thermique, mécanique et technico-économique. Le modèle multi-physique de la machine électrique est validé par comparaison à des résultats d’essais sur un prototype. Le modèle du système qui a été développé est ensuite utilisé dans une procédure de conception par optimisation de systèmes d’entrainements. Pour cela, une démarche d’optimisation originale est présentée pour le dimensionnement conjoint de deux applications en imposant la contrainte d’utiliser la même tôlerie magnétique. Il s’agit d’une part d’une application à vitesse fixe et d’autre part d’une application de type traction électrique. La méthode d’optimisation employée est à évolution différentielle. Les résultats des optimisations réalisées permettent de déterminer des conceptions optimales ou des compromis optimaux aux sens de Pareto qui répondent aux deux applications visées. Finalement, cette thèse a permis de positionner la machine synchro-réluctante à aimants permanents parmi les structures de machines à fort potentiel industriel. / This thesis focuses on the study of a structure of permanent magnet electric motor which reduces the amount used of permanent magnets composed of rare earths and which can be used in industrial applications. In the first part of the research work, it is shown that the permanent magnet assisted synchronous reluctance machine is a good alternative. A parametric analyse is realised using a finite element modelling in order to highlight the peculiarities of its electromagnetic behaviour. Then, an innovative multi-physic analytical modelling for the system inverter-motor is detailed in order to evaluate its performances in a reasonable computational time. The multi-physic models presented in this work concern the inverter and motor. They integrate the electromagnetic, electric, energetic, thermal, mechanic, and techno-economic aspects. The multi-physical model of the electric machine is validated by means of tests carried out on a prototype. The model of the system which has been developed is used in a design procedure by optimization of drive systems. For this purpose, an original optimization approach is presented for the simultaneous design of two applications by imposing the constraint of using the same magnetic lamination. On one hand it is an application of fixed speed and on the other hand an application of electric traction. The optimization method used is a type of differential evolution optimization. The results of the optimizations realised determine the optimal designs or the optimal compromise with Pareto front which deal with both applications. Finally, this thesis has placed the permanent magnet assisted synchronous reluctance machine among structures of machines with great industrial potential.

Cette thèse s’intéresse à l’étude d’une structure de moteur électrique à aimants permanents afin de réduire l’utilisation d’aimants à basse de terres rares et qui puisse être utilisée pour des applications industrielles. Il est montré dans la première partie de ce travail de recherche que la machine synchro-réluctante à aimants permanents est une bonne solution potentielle. Une analyse paramétrique est alors réalisée en utilisant une modélisation par éléments finis pour mettre en évidence les particularités de son comportement électromagnétique. Puis, une modélisation analytique multi-physique innovante du système convertisseur-moteur est détaillée dans le but de calculer les performances de ce dernier en un temps raisonnable. Les modèles multi-physiques présentés dans ces travaux concernent l’onduleur et le moteur. Ils intègrent les aspects électromagnétique, électrique, énergétique, thermique, mécanique et technico-économique. Le modèle multi-physique de la machine électrique est validé par comparaison à des résultats d’essais sur un prototype. Le modèle du système qui a été développé est ensuite utilisé dans une procédure de conception par optimisation de systèmes d’entrainements. Pour cela, une démarche d’optimisation originale est présentée pour le dimensionnement conjoint de deux applications en imposant la contrainte d’utiliser la même tôlerie magnétique. Il s’agit d’une part d’une application à vitesse fixe et d’autre part d’une application de type traction électrique. La méthode d’optimisation employée est à évolution différentielle. Les résultats des optimisations réalisées permettent de déterminer des conceptions optimales ou des compromis optimaux aux sens de Pareto qui répondent aux deux applications visées. Finalement, cette thèse a permis de positionner la machine synchro-réluctante à aimants permanents parmi les structures de machines à fort potentiel industriel. / This thesis focuses on the study of a structure of permanent magnet electric motor which reduces the amount used of permanent magnets composed of rare earths and which can be used in industrial applications. In the first part of the research work, it is shown that the permanent magnet assisted synchronous reluctance machine is a good alternative. A parametric analyse is realised using a finite element modelling in order to highlight the peculiarities of its electromagnetic behaviour. Then, an innovative multi-physic analytical modelling for the system inverter-motor is detailed in order to evaluate its performances in a reasonable computational time. The multi-physic models presented in this work concern the inverter and motor. They integrate the electromagnetic, electric, energetic, thermal, mechanic, and techno-economic aspects. The multi-physical model of the electric machine is validated by means of tests carried out on a prototype. The model of the system which has been developed is used in a design procedure by optimization of drive systems. For this purpose, an original optimization approach is presented for the simultaneous design of two applications by imposing the constraint of using the same magnetic lamination. On one hand it is an application of fixed speed and on the other hand an application of electric traction. The optimization method used is a type of differential evolution optimization. The results of the optimizations realised determine the optimal designs or the optimal compromise with Pareto front which deal with both applications. Finally, this thesis has placed the permanent magnet assisted synchronous reluctance machine among structures of machines with great industrial potential.

El congestionamiento vehicular es uno de los problemas que más se agudiza en la ciudad de Lima. Este problema se ve reflejada en casi todas las calles y avenidas principales de la ciudad, debido a factores como el incremento del parque automotor que hacen colapsar la capacidad de la infraestructura y dejan en desuso la gestión de tránsito para la que fue diseñada; dicho de otra manera, el incremento del flujo vehicular ocasiona gran congestión, largas colas, prolongadas demoras y niveles de servicio deficientes. La zona de estudio a tratar se encuentra en el distrito de Surco y la vía intervenida es la avenida Caminos del Inca en el tramo del jirón Batallón Callao hasta el jirón Cádiz atravesando avenidas importantes como Velazco Astete e Higuereta. Esta avenida es una de las más transitadas del distrito de Surco a causa de los centros comerciales, institutos, universidades, entre otros, que se encuentran cercanas a esta importante arteria vial. Por ello, este trabajo de tesis tiene como objetivo principal disminuir la congestión vehicular de la Av. Caminos del Inca en el tramo de estudio y mejorar los niveles de servicio en sus intersecciones con la implementación de la ola verde a través del modelamiento y simulación en el software Synchro 8. Para la elaboración de este trabajo se recopilaron datos de campo como el aforo vehicular para determinar la hora punta y el volumen horario de máxima demanda vehicular, asimismo se realizó la medición de los ciclos semafóricos y sus faces en un día típico de la semana. Con todos estos datos compilados en el trabajo de campo, se obtuvieron los grados de saturación y los niveles de servicio actuales para que posteriormente sean evaluadas a fin de implementar la ola verde y optimizar el tránsito. Finalmente, con la implementación de la ola verde y las modificaciones de gestión de tráfico se obtuvieron mejoras notables como optimización de los niveles de servicio en las intersecciones, por ejemplo, en la intersección N° 01 pasó de C a B, en la N° 02 de F a D, en la N° 03 de C a B y en la N° 04 de C a B; asimismo, las esperas en las intersecciones disminuyeron favorablemente como se indica a continuación, en la intersección N° 01 Bajó de 20.1s a 16.7s, en la N° 02 de 332.2s a 35.3s, en la N° 03 de 239.9s a 11.4s y en la N° 04 de 37.0s a 6.3s; de igual forma, el tiempo de recorrido de un punto extremo, intersección N° 01, al otro, Intersección N° 04, mejoró considerablemente de 6 minutos y 30 segundos aproximadamente a 1 minuto y 28 |segundos debido a la sincronización progresiva del color verde de los semáforos en cada intersección. / Traffic congestion is one of the most acute problems in the city of Lima. This problem is reflected in almost all the streets and main avenues of the city, due to factors such as the increase in the vehicle fleet that collapses the capacity of the road infrastructure and leaves the traffic management for which it was designed in disuse; In other words, the increase in the flow of vehicles causes great congestion, long queues of vehicles, prolonged delays and poor service levels. The study area to be treated is in the district of Surco and the intervened road is the Caminos del Inca avenue in the stretch from Batallón Callao street to Cádiz street crossing important avenues such as Velazco Astete and Higuereta. This is one of most heavily traveled avenue in the district of Surco because of the shopping centers, institutes, universities, among others, that are close to this important traffic artery. Therefore, this thesis work has as main objective to reduce the vehicular congestion of this avenue and improve the service levels of its intersections with the implementation of the green wave through modeling and simulation in the Synchro 8 software. For the elaboration of this research work, field data were collected, such as the vehicle capacity to determine the peak hour and the hourly volume of maximum vehicular demand, as well as the measurement of the traffic light cycles and their faces in a typical day of the week. With all this data compiled in the field work, saturation degrees and current service levels were obtained so that later they can be evaluated in order to implement the green wave and optimize traffic. Finally, with the implementation of the green wave and traffic management modifications, notable improvements were obtained such as optimization of service levels at intersections, for example, at intersection No. 01 it went from C to B, at No. 02 from F to D, in No. 03 from C to B and in No. 04 from C to B; in the same way, the travel time from an extreme point, intersection No. 01, to the other, Intersection No. 04, improved considerably from 6 minutes and 30 seconds approximately to 1 minute and 28 seconds due to the progressive synchronization of the green colour of the traffic lights in each intersection. / Tesis

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal